基于攝動解的非線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡量識別

論文編號:JX1490  論文字數(shù):16687.頁數(shù):50 附任務(wù)書，外文翻譯

基于攝動解的非線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡量識別                                             
摘        要

  為了識別非線性轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的不平衡量，把滑動軸承油膜力表示成適合參數(shù)識別的三次多項式形式，并用攝動法求得非線性轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的前三階近似解。引入遺傳算法來識別非線性油膜力的動力系數(shù)和不平衡的大小和位置，為了獲得最充分的信息，分別對轉(zhuǎn)子測量點的測量信號和三階近似解進行相關(guān)分析，得到它們的工頻、倍頻和三倍頻幅值和相位信息。用攝動解和測量信號的工頻、倍頻和三倍頻的的振動矢量差作為評價函數(shù)，來描述待識別參數(shù)的優(yōu)劣程度并使各個分量的權(quán)重誤差最小。
 本文采用攝動法求解并根據(jù)不平衡力的特點，把微分方程的求解變成求解一系列相互關(guān)聯(lián)的線性方程組。用攝動解和測量值的工頻、倍頻和三倍頻的各個方向的振動矢量差作為評價函數(shù)，進行優(yōu)化求解，改進了遺傳算法識別三次多項式油膜力模型下轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的參數(shù)和不平衡量的方法。該方法能有效縮短計算時間，提高了計算速度，加快了遺傳算法的收斂速度，為無試重動平衡和在線識別轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的參數(shù)和不平衡量奠定了一定的理論基礎(chǔ)。
      結(jié)果計算結(jié)果表明用攝動法求解取非線性轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)前三階近似解已經(jīng)有足夠高的精度。從識別誤差來看，其搜索精度相當高，識別的參數(shù)精度也較高。用遺傳算法識別的參數(shù)計算得到軸心軌跡非常接近數(shù)值計算的軸心軌跡。
關(guān)鍵詞：非線性   轉(zhuǎn)子－軸承系統(tǒng)   攝動解  遺傳算法  參數(shù)識別

 目  錄
中文摘要 …………………………………………………………………………………1
英文摘要 …………………………………………………………………………………2
目錄……………………………………………………………………………………… 4
第一章    緒論………………………………………………………………………… 1
      1.1  線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡量及參數(shù)識別的發(fā)展現(xiàn)狀………………………1
      1.2  非線形轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡量識別研究現(xiàn)狀………………………………3
第二章   非線形轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)運動方程及其攝動解…………………………………5
      2.1  本章主要內(nèi)容………………………………………………………………5
      2.2  攝動法介紹…………………………………………………………………5
      2.3  攝動法求非線性方程的近似解……………………………………………5
      2.4  公式整理………………………………………………………………… 13
      2.5  攝動法求解驗證………………………………………………………… 14
      2.6  小結(jié)……………………………………………………………………… 15
第三章   引入遺傳算法對不平衡量的優(yōu)化識別…………………………………… 16
      3.1  遺傳算法的概念及其優(yōu)越性……………………………………………16
      3.2  初始群體的生成………………………………………………………… 17
      3.3  編碼……………………………………………………………………… 17
      3.4  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)定………………………………………………………… 17
      3.5  遺傳操作設(shè)計…………………………………………………………… 18
      3.6  收斂性…………………………………………………………………… 18
      3.7  遺傳算法的應(yīng)用………………………………………………………… 19
      3.8  小結(jié)……………………………………………………………………… 19
第四章   計算結(jié)果和分析…………………………………………………………… 20
      4.1  轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)模型……………………………………………………… 20
      4.2  26個參數(shù)優(yōu)化…………………………………………………………… 20
        4.2.1  改變權(quán)重函數(shù)后優(yōu)化結(jié)果………………………………………… 20
        4.2.2  改變迭代次數(shù)后優(yōu)化結(jié)果………………………………………… 22
        4.2.3  參數(shù)范圍擴大后優(yōu)化結(jié)果………………………………………… 24
         4.2.4  基于遺傳算法的較好的識別結(jié)果…………………………………25
     4.3  小結(jié)…………………………………………………………………………26
第五章   結(jié)論………………………………………………………………………… 27
參考文獻…………………………………………………………………………………28
致謝………………………………………………………………………………………30
附錄………………………………………………………………………………………31